专利名称：一种云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法
技术领域：
本发明涉及计算机云计算技术领域，具体地说是一种云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法。
背景技术：
当前，云计算逐渐被行业认可，云数据中心操作系统逐渐实现并付诸于实践。在云数据中心操作系统中，调度域中资源的合理分布、高可用性尤其重要，它直接关系着系统的可用性。大多数同类系统调度方法没有充分考虑计算节点各种负载，并且没有分析不同因素的影响因子，故调度方法并不完善，给系统带来隐患。为了保证系统的可用性、稳定性，我们提出了云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，为了保证系统的可用性、稳定性，提供一种云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法。本发明的技术方案是按以下方式实现的，在基于加权综合负载的宿主机自动选择方法基础之上，进行动态反馈调度，针对服务器内存、CPU、网络综合因素，对告警节点、手动优化节点进行调度，或自动对系统进行调度，系统包括:基于加权综合负载的宿主机选择方法(I);动态反馈加权综合负载调度方法(2);其中，
基于加权综合负载的宿主机选择方法(I)是指根据物理机内存、CPU、网络负载情况以及各自重要程度，自动选择虚拟机宿主机的方法；
动态反馈加权综合负载调度方法(2)是指利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行调度的策略和方法；
云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法如下:
1)基于加权综合负载的宿主机选择方法
将调度域内的n个物理机列成n* (m+2)矩阵(m=max (单物理机CPU的个数)),矩阵的每一行为物理机的各个CPU各自在一段时间内的平均负载、加权内存平均负载、网络平均负载，每一列为此调度域内所有物理机，先考虑剩余能力，其次找出CPU、内存、网络相对于这3个属性的负载均值的加权方差最小的物理机；当找到的物理机有多个时，则取第一个物理机分配，这样便找到更好更合适的物理机；
2)动态反馈加权综合负载调度方法
动态反馈综合负载均衡方法，通过对服务器负载性能数据的实时采集，对服务器进行动态平衡调度，法能够准确反映不同因素造成的过载并进行动态平衡，详细描述如下:
(I)调度方法概要
①将所有告警产生的任务加入告警队列； ②将手动优化加入手动优化队列；
③将新的基本任务加入新任务队列；
④对告警与优化队列，根据物理机ID来调度；
⑤对新任务队列，进行判断，分为单VM任务与集群任务两种情况进行调度；
(2)方法的输入
①调度域中所有物理机的属性信息包括:ID、CPU、内存、网络负载，调度域内所有的物理集群的属性信息包括:集群ID、CPU能力、集群内存能力、集群网络能力；
②任务执行队列中的任务，具体有:需要创建的虚拟机规格，包括:CPU、内存、硬盘，任务类型；
③调度域内所有的物理机或集群上部署的VM或集群的信息；
(3)方法的输出
①要部署虚拟机规格；
②要部署到的物理机的ID；
③要部署到的物理机所位于集群ID，O代表此物理机不属于任何物理机集群；
(4)方法的前提条件
①只要还有可满足用户需求的资源，则不拒绝用户；
②用户可选的虚拟机服务器是确定的几种规格；每个不同规格的虚拟机服务器都等效为一个或者几个按CPU计算能力同构的基本计算能力单元；
③每一个物理服务器的与CPU相关的计算能力，使用基本计算能力单元表述；
④除特别说明，CPU使用率指的是物理机CPU的使用率；
⑤每个CPU和每个内存的利用率能够通过监控并且能将状态返回给调度模块；
⑥分配给一台物理服务器上所有虚拟机的CPU、内存、网络，上线不能超过物理服务器的上限；
⑦每一个虚拟机集群创建时，必须位于同一个物理机集群上，若虚拟机集群跨多个物理集群，允许分割在多个物理机集群内；
(5)调度方法详细
动态反馈综合负载均衡调度步骤如下:
①查看告警队列是否为空，如果空，转入步骤2，如果不为空，转入步骤④；
②查看手动优化队列是否为空，如果为空，则转入步骤③，如果不为空，转入步骤⑤；
③查看新任务队列是否为空，如果为空，则输出:当前任务为空；如果不为空，转入步骤⑥；
④触发负载告警时，根据告警的物理机ID，首先决定迁移哪些虚拟机，如CPU告警时，用当前告警的CPU负载值减去负载均值，得到一个差值；用此差值比较此物理机上所有虚拟机CPU利用率，来决定迁移哪些虚拟机；然后为此虚拟机寻找合适的物理机进行部署；用步骤⑥的子方法找出合适的一个物理机，将要迁移的虚拟机迁移到物理机上；
⑤根据需要优化的物理机ID，首先决定迁移哪些虚拟机，用当前此物理机的综合负载Ia减去优化目的值，用得到的差值比较此物理机上所有虚拟机的利用率，来决定迁移哪些虚拟机；其次为此虚拟机需找合适的物理机进行部署；利用步骤⑥中的二维网格方法找出合适的一个或者多个物理机，将移除的那些虚拟机部署到这些物理机上； ⑥基于加权综合负载的宿主机选择方法，利用物理机内存、CPU、网络负载情况以及各自重要程度，自动选择最优的虚拟机宿主机。利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行资源的调度，以保证调度域资源的充分利用、高可用性和稳定性。本发明的方法具有以下突出的有益效果:利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行资源的调度，以保证调度域资源的充分利用、高可用性和稳定性。
图1是宿主机自动选择方法 图2是调度流程图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的内容以一个具体实例来描述实现这一方法的过程。正如发明内容中所描述的，本发明的体系结构主要包括:
基于加权综合负载的宿主机选择方法(I);动态反馈加权综合负载调度方法(2)。其中，基于加权综合负载的宿主机选择方法(I)是指根据物理机内存、CPU、网络负载情况以及各自重要程度，自动选择虚拟机宿主机方法。动态反馈加权综合负载调度方法(2)是指利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行调度的策略和方法。。云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法描述如下:
1.基于加权综合负载的宿主机选择方法
将调度域内的n个物理机列成n* (m+2)矩阵(m=max (单物理机CPU的个数)),矩阵的每一行为物理机的各个CPU各自在一段时间(t)内(10分钟)的平均负载、加权内存平均负载、网络平均负载，每一列为此调度域内所有物理机。先考虑剩余能力，其次找出CPU(个数加权)、内存、网络相对于这3个属性的负载均值的加权方差(当前一段时间内的平均负载与所有物理机服务器负载均值之差的平方，乘以加权系数。其中内存加权系数为0.5，CPU加权系数为0.3，网络加权系数为0.2)最小的物理机；当找到的物理机有多个时，则取第一个物理及分配，这样可以找到更好地找到合适的物理机；
2.动态反馈加权综合负载调度方法
动态反馈综合负载均衡方法，通过对服务器负载性能数据的实时采集，对服务器进行动态平衡调度。本方法能够准确反映不同因素造成的过载并进行动态平衡。方法的详细描述如下:
(I)调度方法概要
①将所有告警产生的任务加入告警队列
②将手动优化加入手动优化队列
③将新的基本任务(包括:分配、启动等)加入新任务队列
④对告警与优化队列，根据物理机ID来调度
⑤对新任务队列，进行判断，分为单VM任务与集群任务两种情况进行调度 (2)方法的输入
①调度域中所物理机的属性信息(ID、CPU、内存、网络负载)。调度域内所有的物理集群的属性信息(集群ID、CPU能力、集群内存能力、集群网络能力)；
②任务执行队列中的任务，具体包括:需要创建的虚拟机规格(CPU、内存、硬盘等，可以给输入I作为判断依据)、任务类型；
③调度域内所有的物理机(集群)上部署的VM(集群)的信息；
(3)方法的输出
①要部署虚拟机规格；
②要部署到的物理机的ID；
③要部署到的物理机所位于集群ID，O代表此物理机不属于任何物理机集群；
(4)方法的前提条件
①只要还有可满足用户需求的资源，则不拒绝用户；
②用户可选的虚拟机服务器是确定的几种规格；每个不同规格的虚拟机服务器都可以等效为一个或者几个基本计算能力单元(按CPU计算能力同构)；
③每一个物理服务器的计算能力(CPU相关)可以使用基本计算能力单元表述；
④不特别说明，CPU使用率指的是物理机CPU使用率；
⑤每个CPU和每个内存的利用率可以监控并且能将状态返回给调度模块；
⑥分配给一台物理服务器上所有虚拟机的CPU(内存、网络)上线不能超过物理服务器的上限；
⑦每一个虚拟机集群创建时，必须位于同一个物理机集群上(若虚拟机集群跨多个物理集群，可以分割成在多个物理机集群内)；
(5)调度方法详细
动态反馈综合负载均衡调度方法分6个步骤，如下:
①查看告警队列是否为空，如果空，转入步骤2，如果不为空，转入步骤④；
②查看手动优化队列是否为空，如果为空，则转入步骤③，如果不为空，转入步骤⑤；
③查看新任务队列是否为空，如果为空，则输出:当前任务为空；如果不为空，转入步骤⑥；
④触发负载告警时，根据告警的物理机ID，首先决定迁移哪些虚拟机。例如CPU告警时，用当前告警的CPU负载值减去负载均值，得到一个差值；用此差值比较此物理机上所有虚拟机CPU利用率，来决定迁移哪些虚拟机；然后为此虚拟机寻找合适的物理机进行部署；用步骤⑥的子方法找出合适的一个物理机，将要迁移的虚拟机迁移到物理机上；
⑤根据需要优化的物理机ID，首先决定迁移哪些虚拟机，用当前此物理机的综合负载Ia减去优化目的值，用得到的差值比较此物理机上所有虚拟机的利用率，来决定迁移哪些虚拟机；其次为此虚拟机需找合适的物理机进行部署；利用步骤6中的二维网格方法找出合适的一个或者多个物理机，将移除的那些虚拟机部署到这些物理机上；
⑥基于加权综合负载的宿主机选择方法。除本发明的说明书公开的技术特征外均为本专业技术人员的公职技术。
权利要求
1.一种云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法，其特征在于，在基于加权综合负载的宿主机自动选择方法基础之上，进行动态反馈调度，针对服务器内存、CPU、网络综合因素，对告警节点、手动优化节点进行调度，或自动对系统进行调度，系统包括:基于加权综合负载的宿主机选择方法(I);动态反馈加权综合负载调度方法(2);其中， 基于加权综合负载的宿主机选择方法(I)是指根据物理机内存、CPU、网络负载情况以及各自重要程度，自动选择虚拟机宿主机的方法； 动态反馈加权综合负载调度方法(2)是指利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行调度的策略和方法； 云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法如下: 1)基于加权综合负载的宿主机选择方法 将调度域内的n个物理机列成n* (m+2)矩阵(m=max (单物理机CPU的个数)),矩阵的每一行为物理机的各个CPU各自在一段时间内的平均负载、加权内存平均负载、网络平均负载，每一列为此调度域内所有物理机，先考虑剩余能力，其次找出CPU、内存、网络相对于这3个属性的负载均值的加权方差最小的物理机；当找到的物理机有多个时，则取第一个物理机分配，这样便找到更好更合适的物理机； 2)动态反馈加权综合负载调度方法 动态反馈综合负载均衡方法，通过对服务器负载性能数据的实时采集，对服务器进行动态平衡调度，法能够准确反映不同因素造成的过载并进行动态平衡，详细描述如下: (1)调度方法概要 ①将所有告警产生的任务加入告警队列； ②将手动优化加入手动优化队列； ③将新的基本任务加入新任务队列； ④对告警与优化队列，根据物理机ID来调度； ⑤对新任务队列，进行判断，分为单VM任务与集群任务两种情况进行调度； (2)方法的输入 ①调度域中所有物理机的属性信息包括:ID、CPU、内存、网络负载，调度域内所有的物理集群的属性信息包括:集群ID、CPU能力、集群内存能力、集群网络能力； ②任务执行队列中的任务，具体有:需要创建的虚拟机规格，包括:CPU、内存、硬盘，任务类型； ③调度域内所有的物理机或集群上部署的VM或集群的信息； (3)方法的输出 ①要部署虚拟机规格； ②要部署到的物理机的ID； ③要部署到的物理机所位于集群ID，O代表此物理机不属于任何物理机集群； (4)方法的前提条件 ①只要还有可满足用户需求的资源，则不拒绝用户； ②用户可选的虚拟机服务器是确定的几种规格；每个不同规格的虚拟机服务器都等效为一个或者几个按CPU 计算能力同构的基本计算能力单元； ③每一个物理服务器的与CPU相关的计算能力，使用基本计算能力单元表述；④除特别说明，CPU使用率指的是物理机CPU的使用率； ⑤每个CPU和每个内存的利用率能够通过监控并且能将状态返回给调度模块； ⑥分配给一台物理服务器上所有虚拟机的CPU、内存、网络，上线不能超过物理服务器的上限； ⑦每一个虚拟机集群创建时，必须位于同一个物理机集群上，若虚拟机集群跨多个物理集群，允许分割在多个物理机集群内； (5)调度方法详细 动态反馈综合负载均衡调度步骤如下: ①查看告警队列是否为空，如果空，转入步骤2，如果不为空，转入步骤④； ②查看手动优化队列是否为空，如果为空，则转入步骤③，如果不为空，转入步骤⑤； ③查看新任务队列是否为空，如果为空，则输出:当前任务为空；如果不为空，转入步骤⑥； ④触发负载告警时，根据告警的物理机ID，首先决定迁移哪些虚拟机，如CPU告警时，用当前告警的CPU负载值减去负载均值，得到一个差值；用此差值比较此物理机上所有虚拟机CPU利用率，来决定迁移哪些虚拟机；然后为此虚拟机寻找合适的物理机进行部署；用步骤⑥的子方法找出合适的一个物理机，将要迁移的虚拟机迁移到物理机上； ⑤根据需要优化的物理机ID，首先决定迁移哪些虚拟机，用当前此物理机的综合负载Ia减去优化目的值，用得到的差值比较此物理机上所有虚拟机的利用率，来决定迁移哪些虚拟机；其次为此虚拟机需找合适的物理机进行部署；利用步骤⑥中的二维网格方法找出合适的一个或者多个物理机，将移除的那些虚拟机部署到这些物理机上； ⑥基于加权综合负载的宿主机选择方法，利用物理机内存、CPU、网络负载情况以及各自重要程度，自动选择最优的虚拟机宿主机。
2.根据权利要求1所述的动态反馈加权综合负载调度方法，其特征在于:利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行资源的调度，以保证调度域资源的充分利用、高可用性和稳定性。
全文摘要
本发明提供一种云计算操作系统中动态反馈加权综合负载调度方法，在基于加权综合负载的宿主机自动选择方法基础之上，进行动态反馈调度，针对服务器内存、CPU、网络综合因素，对告警节点、手动优化节点进行调度，或自动对系统进行调度，系统包括基于加权综合负载的宿主机选择方法；动态反馈加权综合负载调度方法；其中，基于加权综合负载的宿主机选择方法是指根据物理机内存、CPU、网络负载情况以及各自重要程度，自动选择虚拟机宿主机的方法；动态反馈加权综合负载调度方法是指利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行调度的策略和方法；利用基于加权综合负载的宿主机选择方法，根据调度域内负载的动态变化，自动进行资源的调度，以保证调度域资源的充分利用、高可用性和稳定性。
文档编号H04L12/803GK103095599SQ20131001796
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者郭锋, 刘正伟, 张培训 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司